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Lautsprechermembran Beim qualitativen Vergleich der für die elektroakustische
Übertragung und Wiedergabe von Tonfrequenzen bisher verwendeten Mittel muß man feststellen,
daß die Mikrophone und Verstärker gegenüber den Lautsprechern. einen sehr hohen
Stand in der technischen Entwicklung erreicht haben, während die Lautsprecher mit
,dieser Entwicklung nicht Schritt gehalten haben. Man kann mit Recht behaupten,
daß die zur Zeit noch bestehenden Mängel bei der elektroakustischen Übertragung
hauptsächlich auf die Mängel der Lautsprecher zurückzuführen sind. Da der Umfang
der von den heutigen Lautsprechern wiedergegebenen Frequenzen nur einen Teil der
für die hochwertige Wiedergabe notwendigen Frequenzbandbreite umfaßt, war man für
Qualitätswiedergahebisher gezwungen, zwei oder auch mehrere Lautsprecher gleichzeitig
zu verwenden, wobei man jedem einzelnen Lautsprecher einen bestimmten Frequenzbereich
zuteilte und die einzelnen Lautsprecher diesen Frequenzgebieten entsprechend konstruktiv
ausbildete. Diese Anordnung leidet unter dem Nachteil, daß beim Zusammenwirken mehrerer
Lautsprecher häufig Schwierigkeiten hinsichtlich des Ausgleichs _der zusammenarbeitenden
Lautsprecher entstehen. Außerdem sind solche Anordnungen nur in Sonderfällen wirtschaftlich
tragbar.
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Die Hauptursache der geringen Wirksamkeit der bisher bekannten Lautsprecher
ist die verhältnismäßig kleine Strahlungsdämpfung der Membran außerhalb ihrer Strahlungsresonanzen
im Vergleich zu den schwingenden Massen. Man versuchte, -durch die Anwendung von
Trichtern eine Besserung dieser Verhältnisse zu erzielen, ein wirklicher Erfolg
blieb aber aus, da die Anwendung von Trichtern ihrerseits wieder sowohl in akustischer
Hinsicht
als auch in konstruktiver Hinsicht Nachteile mit sich brachte.
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Die besten Wiedergabeverhältnisse «erden heutzutage durch die Verwendung
von tief abgestimmten Membranen in Kegelform aus Pappenguß mit großer Eigendämpfung
des Werkstoffs geschaffen. Diese Membranen stellen aber eine Kompromißlösung zwischen
der Steifheit und der Eigendämpfung des Meinbranwerkstofts dar, die nur in Teilgebieten
des zu übertragenden Tonfrequenzbereichs günstige Wiedergabeverhältnisse ergibt.
Benachteiligt ist neben dem Gebiet der tiefen Frequenzen vor allem das Gebiet der
hohen Frequenzen, der Formantbereich von Sprache und Musik, der ausschlaggebend
ist für den künstlerischen Wert einer Darbietung. Die Verwendung von Membranen aus
Papier oder Pappenguß bringt weiterhin die Nachteile mit sich, daß diese Werkstoffe
hygroskopisch sind. Es muß also der Einfluß der Luftfeuchtigkeit berücksichtigt
werden, was besonders bei der Anordnung iin Freien von Bedeutung ist.
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Die Erfindung betrifft nun eine Membran großeitStrahlungsdämpfung
für freistrahlende, trichterlose Lautsprecher, bei deren Anwendung die obenerwähnten
Nachteile vermieden sind und ein breites Frequenzgebiet mit gutelii Wirkungsgrad
abgestrahlt werden kann. Der Einfluß der Luftfeuchtigkeit kann bei der neuen Membran
völlig vernachlässi-t werden.
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Nach bekannten Gesetzen ist die Strahlungsdämpfung einer an die freie
Luft angrenzenden Membran proportional , worin E der Elastizitätsmodul und @o
die Dichte des Membranwerkstoffs bedeuten. Bei Berücksichtigung dieses Gesetzes
läßt sich leicht feststellen, daß das heute vielfach verwendete Papier und der Pappenguß
durch besser geeignete Werkstoffe ersetzt werden können. Beispielsweise bringt schon
die Benutzung von Aluminium wesentlich günstigere Verhältnisse mit sich, da es eine
etwa 300'0 höhere Nutzdämpfung aufweist. Aus diesem Grunde sind bereits Membranen
gebaut worden, bei denen das Zentrum der Kegelmembran bis zu einem Durchmesser von
etwa So mm aus Aluminium hergestellt worden ist. Diese Ausführungsform weist den
Vorteil der günstigeren Abstrahlung der hohen Frequenzen gegenüber der Papier- oder
Pappengußmembran auf.
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Wesentlich günstiger liegen die Verhältnisse aber noch bei Glimmer.
Die Nutzdämpfung des Glimmers liegt etwa um 300(1,ö höher als die von Papier und
ähnlichen Stoffen. Der Elastizitätsmodul vom natürlichen Spaltglimmer gleicht mit
zweimal l o' kg/cm2 dem des Stahls. Das spezifische Gewicht beträgt gegenüber Stahl
jedoch nur 2,8. Besonders gute Ergebnisse werden mit Papier- oder Pappengußmembranen
-erzielt, die mit Glimmer von 0,03m111 Stärke plattiert worden sind. Durch die große
Steifheit und das kleine Gewicht schwingen sie fast tilit der ganzen Kolbeiriläche
und geben deshalb die Bässe hervorragend gut -wieder. Zur Erzielung der erforderlichen
Teilschwingungen und zur Wiedergabe der hohen Frequenzen muß man den öfinungswinkel
des Kegels verhältnismäßig groß machen.
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Es ist bereits bekannt, Membranen für ` akustische Schalldosen von
Sprechmaschinen und für Telephone aus Glimmer herzustellen. Die besonderen Vorteile
der Verwendung von Glimmer für Lautsprechermembranen, die aus dem vorerwähnten Gesetz
hervorgehen, können bei diesen Schalldosen nicht in Erscheinung treten, da der Frequenzumfang
solcher Schalldosen verhältnismäßig sehr klein ist. Bei diesen Membranarten spielt
die Strahlungsdämpfung, die eine Funktion des Elastizitätsmoduls und der Dichte
des Membranwerkstolfs ist, überhaupt keine Rolle.
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Gemäß der Erfindung werden nun die Membranen frei strahlender, trichtcrloser
Lautsprecher ganz oder überwiegend aus Glimmer hergestellt. Dadurch wird, wie bereits
oben erwähnt, die Strahlungsdämpfung beträchtlich erhöht, so daß also die Anwendung
des Glimmers bei der Herstellung von derartiger. Großflächentnembranen eine wesentliche
Verbesserung darstellt.
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Die Anwendung von Glimmer für solche Membranen gestattet die Wiedergabe
eines außerordentlich breiten Frequenzgebietes. Man erhält nicht nur einen Gewinn
an hohen Frequenzen, sondern auch durch die größere Steifheit des Werkstoffs einen
beträchtlichen Gewinn an tiefen Frequenzen. Eine solche Membran eignet sich auch,
wie bereits erwähnt, sehr gut für Freiluftlautsprecher, da weder Luftfeuchtigkeit
noch sonstige Bestandteile der Luft, wie Salzgehalt o. dgl., einen nachteiligen
Einfluß auf den neuen Membranwerkstoff ausüben können. Selbstverständlich macht
sich der Vorteil des neuen Werkstoffs insbesondere bei ausgesprochenen Hochtonlautsprechern
bemerkbar. Es werden gegenüber den bekannten Hochtonlautsprechern mehrfach höhere
Wirkungsgrade durch die Verwendung von Glimmer erzielt.
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Bei der Herstellung der Kegelflächen aus Glimmer treten gewisse Schwierigkeiten
auf. Mit Rücksicht auf den Preis können nur kleine Glimmerflächen verarbeitet werden.
Man muß daher die Membran zusammensetzen. Zu beachten ist noch, daß der Glim- t
mer auf möglichst gleichmäßige Stärke gespalten werden muß. Da der Glimmer aus
einzelnen
leicht trennbaren Kristallagen besteht, ist eine normale Klebverbindung, die nur
die beiden obersten Kristallagen der beiden miteinander zu vereinigenden Flächen
verbindet, unbrauchbar. Es ist daher eine besondere Verbindung vorzusehen, die den
auftretenden großen schwingenden Kräften gewachsen ist. Eine solche Verbindung wird
z. B. dadurch erzielt, daß die einzelnen Flächenteile mit 3 bis 41n111 Überlappung
mit einem besonderen Klebemittel zusammengeklebt und dann mit einer fortlaufenden
Stichlochung versehen werden. Darauf wird ein Klebemittel aufgetragen, das durch
diese Löcher dringt und gewissermaßen die Klebestellen vernäht. Auf diese Weise
werden alle Kristallagen des Glimmers gefaßt und verbunden. Durch Versuche ist festgestellt
-worden, daß solche Verbindungen nach mehrmonatigem Betrieb beim Reißversuch neben
der Klebestelle reißen: Sie sind also den betrieblichen Anforderungen voll gewachsen.
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Die neue Membranausführung verbessert nicht nur den normalen Innenraumlauts'precher
beträchtlich, sondern sie bringt auch das Problem der Schallstrahler in Freiluftanlagen
seiner Lösung näher.
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An Hand der Abbildungen soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert
werden. Die Abb. r zeigt beispielsweise einen elektrodynamischen Lautsprecher, der
mit der Membran aus dem neuen Werkstoff ausgerüstet ist. Selbstverständlich hat
der Antrieb an sich mit dem Membranwerkstoff nichts zu tun. Es können also alle
bekannten Antriebe benutzt werden. Die Membran i ist aus Glimmer von etwa o,o5 mm
Stärke hergestellt. Der Rand der Membran i ist in der üblichen Weise mittels einer
Halterung 2 aus; einem nachgiebigen Werkstoff, wie Leder, Leinen o. dgl., lose gehaltert,
so daß die Eigenschwingung der Membran tief gelegt werden kann. Die Abb. z zeigt
eine aus drei geradlinig sich überlappenden Sektoren aus Glimmer hergestellte Membran.
Die Abb. 3 zeigt eine Membran, bei der die überlappung krummlinig verläuft, was
besondere Vorteile hinsichtlich der Verhinderung des Auftretens des son rauque mit
sich bringt. .
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Die Abb. 4 veranschaulicht die Vereinigung zweier Membranbeilflächen.
Die Flächen 3 und 4 werden übereinandergelegt, verklebt, dann werden Löcher 5 durch
die überlappungsfläche gestochen und diese Löcher nachträglich mit Klebelack überstrichen,
der in die Löcher-eindringt, so daß alle Kristallagen von der Klebung erfaßt werden.
Die Löcher können selbstverständlich auch von der Kreisform .abweichen, beispielsweise,
wie es die Abb. 5 veranschaulicht, mittels eines Dreikantdorns hergestellt sein.
Die Abb. 6 zeigt in vergrößerter Form die Vereinigung der beiden zu verbindenden
Glimmerflächen 6 und 7. Diese werden an der Überlappungsstelle mit einem Stichloch
8 versehen. Dann wird die ganze Umgebung des Stichloches 8 mit Klebelack 9 bestrichen.
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Es sei noch bemerkt, daß für bestimmte Anwendungsgebiete es zweckmäßig
ist, die Glimmermembran durch einen Kegelstumpf aus Papier oder anderem leichteren
Werkstoff zu vergrößern, insbesondere dann, wenn es sich um die Erzielung eines
großen Hubvolumens handelt. Hierbei kann es zweckmäßig sein, den Öffnungswinkel
des aus leichterem Werkstoff bestehenden Randteils kleiner zu halten als den zentrischen
Teil der Membran, der aus Glimmer besteht.
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Unter Umständen kann es auch vorteilhaft sein, die Glimmermembran
ein- oder beiderseitig oder auch nur teilweise mit einem leichteren Werkstoff, Iz.
B. Papier, zu plattieren. Das Anei.nanderhaften der beiden miteinander plattierten
Flächen kann dadurch erhöht werden, daß ähnlich wie bei dem vorerwähnten Aufbau
der Glimmermembran aus einzelnen Sektoren die sich gegenseitig berührenden Flächen
mit einer fortlaufenden Stichlochung versahen werden.